Question

如圖16-17所示，質(zhì)量為100 g的鋁環(huán)，用細(xì)線懸掛起來，環(huán)中央距地面h為0.8 m.有一質(zhì)量為200 g的磁鐵以10 m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán)，落在距鋁環(huán)原位置水平距離3.6 m處.則在磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時

圖16-17

(1)鋁環(huán)向哪邊偏斜?它能上升多高?

(2)在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個過程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能?

Answer 1

(1)右邊  0.2 m  (2)1.7 J

解析:

（1）鋁環(huán)將阻礙磁鐵的運動，由于它們之間的力的作用，鋁環(huán)將向右邊偏斜.

穿出鋁環(huán)后磁鐵做平拋運動，則有h=gt²，s=v₁t

磁鐵與鋁環(huán)作用的過程中系統(tǒng)的動量守恒，設(shè)磁鐵的質(zhì)量為m₁，鋁環(huán)的質(zhì)量為m₂，則

m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂

鋁環(huán)上升的過程機(jī)械能守恒，有×m₂v₂²=m₂gh

由以上各式解得v₁=9 m/s,v₂=2 m/s,h=0.2 m.

（2）由能量守恒得環(huán)中產(chǎn)生的電能

E_電=m₁v₀²-m₁v₁²-m₂v₂²=1.7 J.